用抬腿與擺動 跳脫推蹬思維框架
(圖/文: 黃慶旻Josh)
擺動（swing phase or flight phase）與支撐（stance phase or support phase）是跑步動作學習首要關鍵。在這擺動與支撐的週期裡，讓我們可以清楚知道如何運用身體產生位移、對地面出力、甚至是出現短暫的騰空。於是我們經常聽到「Toe Off」或者「Push Off」，來說明身體位移與騰空的過程中的狀態。
然而論及速度與衝刺，運動科學界裡會以三關節伸展「Triple Extension」強調髖-膝-踝三個關節對地面做出同時伸展的動作的重要，得以創造更多力量給予地板。
推不推蹬，到底重不重要？
首先，我們要有一個像磅秤的機器，可以計算出腳踩在上面施加給地板的力量，而跑步時足底與地面的關係很複雜，包含上、下、左、右、前、後等動態施力情形，於是這個磅秤可以根據電壓變化精算出一個腳底與地面的施力，這就是運動科學儀器 – 測力版，當然計算出的軸數越多越精準，當然價格也越昂貴。
有了測力板，我們就可以檢測跑步過程中的「地面反作用力」。
先來回憶跑步動作週期的支撐與擺動，是以支撐加上三個擺動期（前中末）來強化觀念，分別是35%與65%，現在用更細緻的說法，分別依序是「煞車Braking」「推進Propulsion」「動作恢復Recovery」「預先收縮Pre-Activation」。我們聚焦於推進這個推蹬的動作。
煞車，顧名思義代表著如同開車遇到紅燈時，勢必要停下來。實際跑步狀態而言，我們不可能真的停下來，在煞車的過程中只有短暫的0.03-0.10秒，會以一股強大的力量維持在持續移動狀態，也就是牛頓第一運動定律所敘述的「動者恆動、靜者恆靜」。因此，人體動作在「腳跟或者腳掌瞬間接觸時」產生的被動衝擊反作用力峰值，接著會有主動衝擊反作用力峰值，就會進入第二階段推進- 全腳掌支撐時，直到Toe Off後才下降。
Toe off代表著所有的肌肉接近關閉不做工（參考下圖）。
何以這麼說呢？其實是肌肉在過程中收縮長度固定的狀態下保持身體穩定，同時呈現因為肌肉遵循「Switch on, Switch off」原則。肌肉在使用的過程中會以運動單元所產生的電位訊號，控制肌肉的使用，就像是身體擁有千軍萬馬，面對敵人的攻城掠地及強取豪奪，勢必產生反擊，當敵人越弱，就會率先使用慢速收縮肌肉，當敵人越強，就勢必用更強大的快速收縮肌肉，然而，電位訊號傳遞需要時間與反射，在這過程中，從下方圖的左側，當身體經由煞車進到推進，準備進入動作恢復的狀態。
因此Toe off代表著所有的肌肉原則上是關閉、不做工的，代表身體在必須保持持續運轉的狀態下「抬腿與擺動」正是造成我們移動穩定的關鍵。
知名的跑步運動生物力學專家Dr. Ken Clark，以下圖說明過度而刻意使用推蹬三關節伸展，可能使身體重心向後、向下，反而不利於跑步的循環動作。
從綠色箭頭的上圖，可以知道推進瞬間的力量來自髖屈加膝伸的前側力學效應，力量方向是箭頭由上而下，將下肢髖膝踝三關節與腿的動作延伸到地面。而地面的反作用力傳導，見紅色箭頭的下圖，力量方向是下而上，由下肢與腿接受地板反作用力的剛性接觸。
當我們非常刻意想要在做出推蹬與三關節伸展，有可能導致身體重心向後與向下，這個刻意再加上過度施力往下，容易為了平衡「身體的反向動作」，出現費力而不順暢的跑步循環動作。
於是Toe off時，身體會自然呈現髖-膝-踝三關節同時伸展的動作，但刻意在推蹬時呈現過度的三關節伸展，卻可能打破順暢的跑步循環，而有推蹬是無效動作一說。
然而推蹬到底如何幫助我們跑步的呢？
接下來，我們近一步地來看推蹬的動作順序。
推蹬，不需要過度地做出踩地動作。當起步速度變快，前面提到的煞車力道自然也會變大，於是速度提升越快，腳掌接觸時間越短，推進的力道會跟著同側與對側產生交互關係。
簡單來說：「當左腳進入到煞車與推進時，右腳已經進入到動作恢復與預先收縮，左腳在測力板所偵測到的地面反作用力，是因為瞬間快速煞車所致，對側腳的抬腿與擺動才會實際讓速度維持與提升」。
根據力學研究速度是否上升，是推進力與煞車力之間的比例，能否換得我們身體產生移動的變化。以作用力與反作用力來看跑步，「向下」出力的動作時，身體也有一個「向上」的動作機制，抵銷掉身體吸收的反饋力量，這上下關係就是推進與煞車在跑步中扮演的角色。衝刺跑者之所以會得到比較快的速度，是因為給予地面的力量大於耐力跑者，代表接觸地面時間短，煞車力量大，消耗能量大（每秒單位時間內的能量消耗多）。
由此可證，推進並不是不重要，而是我們在跑步的過程中，什麼時間點觀察「推進」，或者俗稱的推蹬(Push)。
那究竟什麼時候的動作是跑步的週期關鍵呢？肌肉電位訊號所呈現的圖示，「預先收縮」的肌肉訊號才是影響跑步的連續性關鍵，因為根據研究，這樣的肌肉收縮機制一個是為了身體防護機制，避免關節壓力過大，一個是為了快速吸取反作用力，讓肌肉立即反應。因此，我們可以說「學會在落地後抬腿與擺動才是跑步的重點」。
訓練動作
跑者弓箭步力量轉換練習
- 利用高低台階（不高過於膝蓋），讓前腳在支撐身體所有重量的60%狀態，後腳則以腳掌維持40%重量，保持平衡。
- 將前腳抬腳向地面施力，身體會在第三張圖（左下角）呈現身體動能向前與後腳腳趾準備離地的狀態。
- 當後腳腳趾完全騰空，就是我們所謂的擺動，支撐腳給地板的力量快又清脆時（想像你雙手輕快的拍掌，而不是重重拍手，手掌會變紅），擺動腿會自然跟上，身體重心會自然延伸。
- 當腳跟（第四張圖）準確來到臀部下方，務必提醒自己對稱手的位置（剛好在腰間），順勢抬到高抬腿的狀態，保持穩定的跑者單腳支撐力量。
建議使用量
每天在跑完5-10公里（恢復跑的當天），可以利用這個動作強化跑步力量，每組每隻腳操作10下，總共完成3組，初學者（一年以下跑齡的跑者）不負重，中階者（一年以上三年以下跑齡的跑者）利用膠樽裝水500ml-1000ml雙手皆負重，進階者（三年以上跑齡的跑者）可以持啞鈴或槓鈴，可先從5-10公斤左右。操作前也務必了解身體狀況，很疲勞的週期（煩躁，沈重，無精打采），千萬不要勉強操作。
參考資料：
- http://www.unclesam.cc/blog/triple-extension-2/
- https://www.facebook.com/rocky549/photos/a.707497982699631/880738048708956/?type=1&theater
- Accelerationcapabilityinelitesprintersandgroundimpulse: Push more,brakeless?
- Muscle Activity in Sprinting: A Review.
